研究高速公路機(jī)電工程低碳改造設(shè)計

陳蘭

（貴州高速公路集團(tuán)有限公司 貴州貴陽 550001）

研究高速公路機(jī)電工程低碳改造設(shè)計

陳蘭

（貴州高速公路集團(tuán)有限公司 貴州貴陽 550001）

我國高速公路的總長度已經(jīng)突破了10萬km大關(guān)，并且目前仍然有許多高速公路在建設(shè)中，高速公路網(wǎng)絡(luò)變得更加完善。高速公路長度的增加使其修建速度逐漸放緩，但是使用者對高速公路質(zhì)量的要求越來越高，高速公路管理者對高速公路的運(yùn)行效能也提出了更高的要求，在這一背景下，傳統(tǒng)的機(jī)電系統(tǒng)應(yīng)用難以滿足管理者的使用需求，因此需要對機(jī)電工程進(jìn)行低碳設(shè)計改造，使機(jī)電工程實行新形式，促進(jìn)發(fā)展。

高速公路；低碳改造；機(jī)電工程

機(jī)電工程是高速公路的重要組成部分，其對高速公路的正常運(yùn)行有著重要影響，因此必須要做好高速公路機(jī)電工程設(shè)計?，F(xiàn)代高速公路中的機(jī)電工程不僅要能夠滿足使用需求，而且需要符合低碳設(shè)計理念。

1 高速公路機(jī)電工程設(shè)計特點

高速公路機(jī)電工程的發(fā)展依賴電子、機(jī)械、通信基礎(chǔ)行業(yè)的支持。目前，我國高速公路行業(yè)經(jīng)過了一段時間的發(fā)展，相應(yīng)的配套設(shè)施已經(jīng)比較完善，高速公路機(jī)電工程屬于附屬工程，主要由通信系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)等工程組成。

機(jī)電工程設(shè)計需要不斷跟進(jìn)其他技術(shù)的發(fā)展，將更加先進(jìn)信息技術(shù)和理念融入到高速公路機(jī)電工程設(shè)計中，通過對先進(jìn)技術(shù)和設(shè)計理念，可以使高速公路的運(yùn)行管理效能得到進(jìn)一步提高，使交通變得更加便利，同時可以降低能源使用量。機(jī)電工程項目改造呈現(xiàn)一定季節(jié)性，現(xiàn)代高速公路改造設(shè)計，使其不僅需要增加一些基礎(chǔ)功能，同時建設(shè)的規(guī)模也不斷擴(kuò)大，通常來說改造設(shè)計的建設(shè)周期并不長，一般的項目在一年內(nèi)都能完成。

2 監(jiān)控系統(tǒng)低碳設(shè)計

2.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

2.1.1 監(jiān)控屏的選擇

一般高速公路的監(jiān)控中心都會設(shè)置一個大屏幕呈現(xiàn)監(jiān)控視頻，而隨著科技的快速發(fā)展，設(shè)備也變得越來越先進(jìn)。通過對大屏幕的應(yīng)用可以很好的完成監(jiān)控工作，但是也有一定的缺點，大屏幕監(jiān)控不僅建設(shè)周期長，而且在使用過程中會消耗大量的能力，配件費(fèi)用電費(fèi)高，甚至一些監(jiān)控中心的大屏幕長期都處于閑置狀態(tài)，而是通過操作臺出的電腦屏幕完成相應(yīng)的監(jiān)控工作，導(dǎo)致資源浪費(fèi)。

在對高速公路工程的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計改造過程中，要求簡捷、低碳、設(shè)計要從實際情況出現(xiàn)，在對將空屏幕的選擇上要對方案近進(jìn)行對比，可供選用的方案有以下幾種：方案（1）：選用5×10×42的液晶拼接屏幕，顯示屏的面積大小約25.8m2，畫面色彩鮮艷，但是從實際效果來看，液晶拼接屏幕之間的縫隙較大，如果依據(jù)每天使用8.5h計算，液晶顯示器的壽命可以長達(dá)15年，在使用期間不需要對部件進(jìn)行更換，設(shè)備的總造價約為350萬元。方案（2）：選用3×6×67DLP拼接屏，選用此類型屏幕，使用的光源為普通光源。拼接顯示器的總面積大小約為28.5m2，高速公路的日常監(jiān)控通過操作臺上顯示器和液晶大屏幕共同完成。顯示屏幕上的投影通過普通高亮度投影燈泡完成，依據(jù)每天工作8.5h計算，燈泡的使用壽命約為2年，每年更換燈泡費(fèi)用的費(fèi)用為5萬元，設(shè)備造價約為300萬元。方案（3）選用LED底板圖。設(shè)置1080P投影儀兩臺，以及9×2.2投影銀幕，顯示屏面積的大小約為21.5m2，顯示亮度相對較低，但是完全可以滿足使用需求，如果高速公路交通出現(xiàn)異常情況，地圖板可以通過色彩完成相應(yīng)的預(yù)警操作，監(jiān)控人員則可以通過液晶顯示器上的圖像對實際情況做出準(zhǔn)確判斷，該方案的最大優(yōu)點是造價低、安全相對簡便，在具體應(yīng)用過程中不需要對零部件進(jìn)行更換，三種方案的詳細(xì)對比信息見表1。

針對使用目標(biāo)需和硬件系統(tǒng)投資，方案3符合本文所分析的高速公路在監(jiān)控顯示設(shè)備的需求，不僅可以很好的體現(xiàn)節(jié)能減排思想，能耗低，設(shè)備成本低，并且后期維護(hù)成本低。方案3與方案1相比，每年在可以節(jié)約電量16280kW·h。

2.1.2 優(yōu)化LED地圖板

表1 三種方案對比效果

在LED地圖板應(yīng)用中是用PPO工程塑料，將材料壓制呈模塊。通過靜態(tài)方式顯示線狀道路以及周邊的地形情況，并通過LED等待完成對上下行車道的顯示。監(jiān)控軟件與底板圖監(jiān)控軟件接口能夠為工作人員全天提供車速、交通量、占用率等數(shù)據(jù)。

2.2 監(jiān)控管理系統(tǒng)

2.2.1 全程監(jiān)控

調(diào)度管理中心與兩條路的監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等進(jìn)行連接，并且安排了監(jiān)控人員、交警等，各個位置監(jiān)控人員要聯(lián)動指揮。本文所分析的高速公路平均2.6km設(shè)置一臺高清攝像機(jī)，攝像機(jī)可以管觀察前后1.3km的交通路況，從而實現(xiàn)對路段的全程監(jiān)控。

監(jiān)控人員對通過對道路上高速攝像機(jī)的應(yīng)用，實現(xiàn)對高速公路的全程監(jiān)控，對高速公路的具體運(yùn)行情況進(jìn)行巡查。同時，在巡查高速公路過程中要合理的與GIS地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，如果發(fā)現(xiàn)高速公路上發(fā)生交通施工，要第一時間報警，并對現(xiàn)場的視頻進(jìn)行調(diào)度，采取緊急應(yīng)對措施對事故現(xiàn)場進(jìn)行處理，力求快速對事故現(xiàn)場進(jìn)行處理，確保交通的順暢性。

在高速公路運(yùn)行過程中對全程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，可以會動態(tài)掌握遠(yuǎn)程路況，高速公路的管理人員和交警不需要全天開車對高速公路路況進(jìn)行巡查，依據(jù)一天進(jìn)行一次全程巡查，每百公路依照8L耗油計算，一年可以少耗油5365L，少排放二氧化碳12.930t。

2.2.2 電力監(jiān)控

沿著高速公路拱設(shè)置6個收費(fèi)站和一個養(yǎng)排中心，變電所采取的管理方式無人值守，并且要負(fù)責(zé)電力的管理和安全。在具體運(yùn)行過程中，通過電力監(jiān)控主機(jī)設(shè)備可以實現(xiàn)對各變電所中電力監(jiān)控設(shè)備的遙控，從而實現(xiàn)錄像、控制等功能。電力監(jiān)控圖像和視頻文件都應(yīng)當(dāng)存在本體。此外，監(jiān)控中心所設(shè)的電力監(jiān)測功能可以完成對監(jiān)控信息的監(jiān)控與調(diào)閱。

利用電力監(jiān)控，不需要在在每個站都配備電工，依據(jù)每個站點2人輪流值班的最低配置，最值可以少安排12人，大幅度的降低了人員成本。

2.2.3 集中監(jiān)控

取消對高速公路中的收費(fèi)站的單一監(jiān)控，應(yīng)用集中監(jiān)控管理模式，對調(diào)度管理中的各個車道狀況、監(jiān)控人員進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理，查看存在異常情況的收費(fèi)道口以及工作人員收費(fèi)情況，盡量通過最小的人員和設(shè)備投入，確保高速公路中收費(fèi)口的正常運(yùn)行。利用攝像機(jī)完成對收費(fèi)站中各個車道中車輛通行情況的圖像，并且可以完成對車牌的識別，所有的視頻文件的存儲工作都應(yīng)當(dāng)由本地收費(fèi)站存儲，在應(yīng)用中可以由管理中心調(diào)度，也可以通過遠(yuǎn)程調(diào)用。

通過集中監(jiān)控避免了在各個收費(fèi)站中構(gòu)建監(jiān)控系統(tǒng)，僅此一項就可以減少約280萬元的投資，并且可以減少監(jiān)控人員約30名，實現(xiàn)了集約化和規(guī)?；芾?，降低了運(yùn)營成本。

3 結(jié)束語

隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)等行業(yè)的快速發(fā)展，許多新產(chǎn)品、新技術(shù)都被應(yīng)用到了高速公路機(jī)電工中?，F(xiàn)代高速公路機(jī)電工程的設(shè)計需要相低碳化發(fā)生發(fā)展。高速公路機(jī)電工程改造設(shè)計過程中，要對高速公路的實際情況進(jìn)行詳細(xì)分析，同時要結(jié)合高速公路周圍的具體情況制定出合理的改造設(shè)計方案，實現(xiàn)低碳排放。

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U412.36+6

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2016-4-10